EP0749810A1 - Robot - Google Patents

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Publication number
EP0749810A1
EP0749810A1 EP95115549A EP95115549A EP0749810A1 EP 0749810 A1 EP0749810 A1 EP 0749810A1 EP 95115549 A EP95115549 A EP 95115549A EP 95115549 A EP95115549 A EP 95115549A EP 0749810 A1 EP0749810 A1 EP 0749810A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
arm
forearm
shaft
robot according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95115549A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Haaf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gerhard Schubert GmbH
Original Assignee
Gerhard Schubert GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerhard Schubert GmbH filed Critical Gerhard Schubert GmbH
Publication of EP0749810A1 publication Critical patent/EP0749810A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046—Revolute coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms

Definitions

  • the invention relates to robots, as are used in particular in the manufacture and packaging of products or for handling individual parts or assembling assemblies. It is particularly with regard to the possibilities of movement of the gripper arm z. B. in two-dimensional, that is, only one level, working or three-dimensional, that is to say movable in all three spatial directions, gripping arms.
  • the gripper arm z. B. is mounted about a horizontal axis in a housing, and wherein the front, free end of the gripper arm is movable in a vertical, perpendicular to the horizontal pivot axis in the housing gripping plane.
  • a gripping element or other handling element is then in turn arranged, which can then either be movable again in this gripping plane or also transversely thereto.
  • Such robots in particular robots with the described two-dimensionally operating gripper arm, often have a multi-part articulated arm as the gripper arm, the individual parts of which are each pivotably mounted at the free end of the preceding articulated arm part, the movement of each individual part of the articulated arm being triggered mechanically within the robot housing and is mechanically transmitted along the articulated arm to the respective part.
  • the shafts to be pivoted relative to the housing for the individual parts of the articulated arm are mounted on both sides in mutually opposite housing parts.
  • the housing and the bearing for the shafts in the housing would have to be dimensionally stable and therefore heavy in order to avoid premature one-sided wear of the shaft bearings on the one hand and undesirable one-sided settlement of the robot foundation etc.
  • a common bed can be used from two opposite sides, each in directions pointing away from each other Raising waves, each carrying a gripping arm at its freely projecting end, so that these gripping arms - in a two-dimensionally working gripping arm, of which subsequently only in the form of an articulated arm, which is to be discussed without restricting the invention thereto - the work in two parallel gripping levels.
  • the common bed of the robot is so stable that it is not deformed itself despite the forces and vibrations that occur. This makes it possible, for. B. form the bed as a solid base plate, and only to fix this base plate via vibration-damping elements relative to the ground.
  • Another possibility is to store the shafts assigned to each of the gripping arms in a separate inner housing, to form the common bed as a stable outer housing and to mount each of the inner housings in a vibration-damping manner with respect to the common outer housing.
  • vibration elements Components that are known per se, such as so-called vibrating metals layered from hard rubber plates and metal plates, or viscose vibration dampers that act by means of viscous substances that are located between a plunger and a surrounding pot, as well as active, electronically controlled vibration dampers, come into question as vibration elements.
  • FIG. 1 shows a robot with two articulated arms 1a, 1b in a side view
  • FIG. 2 shows the same robot in rear view, that is to say viewed from the left in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a top view of this robot, which has been slightly modified in the area of the hand part represents.
  • the two articulated arms 1a, 1b are arranged parallel to one another on the opposite sides of the outer housing 2 and are mounted in relation to this outer housing 2 about a common, aligned pivot axis 18 in the interior of the housing.
  • the entire robot experiences a mirror-image configuration essentially to the plane of symmetry 22, the vertical central plane parallel to the plane of movement 21a or 21b of the articulated arms.
  • the outer housing 2 is seated on a stable base plate 4.
  • the vibration dampers 31 are fully or partially integrated in the base plate 4 and protrude slightly out of it, so that they offer damping between the inherently stable base plate 4 and the ground. Alternatively, the vibration dampers 31 can also be placed under the base plate 4.
  • each of the articulated arms 1a, 1b is pivotally mounted about the pivot axis 18 within the housing 2, as a result of which the shoulder bearing 8 is formed.
  • the forearm 6a or 6b is pivotally mounted about the forearm pivot axis 19a, 19b, which runs parallel to the pivot axis 18 in the housing.
  • the forearm 6a or 6b can be compared to the upper arm 5a or
  • the parallelogram 16a By pivoting the extension 31a, which is analogous to the rear end of the forearm 6a and strives from the pivot axis 18, the parallelogram 16a thus pivots the forearm 6a relative to the upper arm 5a from a trigger of the pivoting movement within the housing 2 via the extension 31a to the Transfer forearm 6a.
  • a hand lever 7a or 7b is pivotally mounted at the free end of the forearm 6a or 6b about a hand pivot axis 20a or 20b, which in turn is parallel to the pivot axis 18. This results in a vertical gripping plane 21a, 21b for the two articulated arms 1a, 1b when the pivot axis 18 is in a horizontal position, at right angles to this, the movement field 30a being shown in FIG. 1 for the manual pivot axis 20a.
  • a gripping element 11a or 11b is movable or additionally additionally arranged on the hand lever 7a or 7b, with the aid of which the desired handling of the product is carried out.
  • the deviation of the embodiment according to FIG. 3 compared to FIGS. 1 and 2 lies in the fact that in FIG. 3 the hand levers 7a or 7b along their hand pivot axes 20a or 20b and thus transversely to the direction of the forearms 6a or 6b are offset.
  • the offset takes place - although it could also be outward - towards the symmetry plane 22 of the robot, the hand offset part 15a or 15b used being of such a length that the gripping elements 11a, 11b of the articulated arms 1a, 1b are now in a common gripping plane 21, and thus handling z. B. can perform on the same part, which is advantageous, for example, when the part to be handled must be rotated in the gripping plane 21 or the like.
  • the hand lever 7a and 7b is also driven from the inside of the housing 2 via a parallelogram 17a, the parallelogram 17a comprising a plurality of movably connected individual parts and struts as a result of the shoulder bearings 9a and 9b arranged therebetween the forearm parallelogram 16a.
  • FIG. 4 the robot according to FIGS. 1 to 3 is partially shown in a vertical section along the pivot axis 18, the articulated arm 1b only showing the upper arm 5 and the through opening for the elbow support 9 visible at the free end of the upper arm 5 for receiving the forearm 6b.
  • the rotationally fixed connection by screwing the upper arm 5b to the freely protruding from the housing 2 end of the upper arm shaft 12 can be seen by screwing.
  • the upper arm shaft 12 is designed as a hollow shaft. In its front area, facing the articulated arm 1b, still inside the housing 3b, the upper arm shaft 12 is coaxially surrounded by the lower arm shaft 13, which is designed as a hollow shaft.
  • Upper arm shaft 12 and forearm shaft 13 are supported one inside the other and in housing 3b by means of bearings 32 to 35.
  • the swivel drive of the upper arm shaft 12 takes place via the upper arm worm wheel 27, which is non-rotatably connected to the upper arm shaft 12, and which has an upper arm worm 28 which runs perpendicular to the plane of the drawing and which rotates with a Motor, not shown, is coupled, is operatively connected.
  • the forearm shaft 13 is driven by another motor via a forearm worm wheel 25 and a forearm worm 26.
  • the two inner housings 3a, 3b are fastened on the common, stable base plate 4, which is fastened to the base by means of vibration dampers 31.
  • the symmetrically formed stable inner housings 3a, 3b can be firmly connected to one another or screwed together in one piece via housing screw connections 23, which, however, complicates the assembly.
  • hollow upper arm shafts 12 can be mutually supported at their rear ends via a connecting shaft 29, which extends over the symmetry plane 22, as long as the upper arm shafts 12 are rotatably supported relative to the connecting shaft 29.
  • the two upper arm shafts 12 can also be connected to one another in a rotationally fixed manner, depending on the application, or the same support can also be brought about by means of a rotatable bearing or a rotationally fixed connection, or additionally between the forearm shafts 13, which is formed by a correspondingly long or short design Connection shafts 29 can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The grip arms extend from opposite sides of the bed. The common bed is located in relation to the ground in a vibration-damping manner, esp. using vibration-damping metallic components. The bed of the robot comprises a stable floor plate (4) and has a common outer housing (2) for the two grip arms. Each of the two grip arms extends from an inner housing fitted in a common outer housing and are vibration-damped in relation to it, esp. using vibration-damping metallic components. Each grip arm at its front free end has a grip component (11a,11b) and all movements of the arm or the grip component within the housing are mechanically activated and mechanically transmitted along the grip arm.

Description

Die Erfindung betrifft Roboter, wie sie insbesondere bei der Herstellung und Abpackung von Produkten oder zur Handhabung von Einzelteilen oder Montage von Baugruppen verwendet werden. Dabei wird insbesondere hinsichtlich der Bewegungsmöglich-keiten des Greifarmes z. B. in zweidimensional, also nur einer Ebene, arbeitenden oder dreidimensional, also in allen drei Raumrichtungen bewegbaren, Greifarmen unterschieden.The invention relates to robots, as are used in particular in the manufacture and packaging of products or for handling individual parts or assembling assemblies. It is particularly with regard to the possibilities of movement of the gripper arm z. B. in two-dimensional, that is, only one level, working or three-dimensional, that is to say movable in all three spatial directions, gripping arms.

Gerade für das Bestücken, z. B. in der Verpackungsindustrie, werden sehr häufig die gegenüber den dreidimensionalen preisgünstigeren zweidimensionalen Roboter eingesetzt, deren Greifarm z. B. um eine horizontale Achse in einem Gehäuse gelagert ist, und wobei das vordere, freie Ende des Greifarmes dabei in einer senkrecht, rechtwinkelig zur horizontalen Schwenkachse im Gehäuse stehenden Greifebene bewegbar ist. An diesem freien Ende des Greifarmes ist dann wiederum ein Greifelement oder anderes Handhabungselement angeordnet, welches dann entweder wiederum in dieser Greifebene oder auch quer hierzu bewegbar sein kann.Especially for loading, e.g. B. in the packaging industry, are very often used compared to the three-dimensional cheaper two-dimensional robots, the gripper arm z. B. is mounted about a horizontal axis in a housing, and wherein the front, free end of the gripper arm is movable in a vertical, perpendicular to the horizontal pivot axis in the housing gripping plane. At this free end of the gripping arm, a gripping element or other handling element is then in turn arranged, which can then either be movable again in this gripping plane or also transversely thereto.

Derartige Roboter, insbesondere Roboter mit dem beschriebenen zweidimensional arbeitenden Greifarm, weisen häufig als Greifarm einen mehrteiligen Knickarm auf, dessen Einzelteile jeweils am freien Ende des vorhergehenden Knickarm-Teiles schwenkbar gelagert sind, wobei die Bewegung jedes einzelnen Teiles des Knickarmes innerhalb des Robotergehäuses mechanisch ausgelöst und entlang des Knickarmes zum jeweiligen Teil hin mechanisch übertragen wird.Such robots, in particular robots with the described two-dimensionally operating gripper arm, often have a multi-part articulated arm as the gripper arm, the individual parts of which are each pivotably mounted at the free end of the preceding articulated arm part, the movement of each individual part of the articulated arm being triggered mechanically within the robot housing and is mechanically transmitted along the articulated arm to the respective part.

Aufgrund der diskontinuierlichen Arbeitsweise jedes einzelnen beweglichen Teiles eines solchen Knickarm-Roboters treten an den die Bewegung mechanisch auslösenden Stellen, also innerhalb des Gehäuses, erhebliche Kräfte und dynamische Schwingungen auf, die vom Gehäuse bzw. dem Untergrund aufgenommen und gedämpft werden müssen.Due to the discontinuous mode of operation of each individual moving part of such an articulated arm robot, considerable forces and dynamic vibrations occur at the points that mechanically trigger the movement, that is to say within the housing, which have to be absorbed and damped by the housing or the subsurface.

Üblicherweise sind die gegenüber dem Gehäuse zu verschwen-kenden Wellen für die einzelnen Teile des Knickarmes dabei in einander gegenüberliegenden Gehäuseteilen beidseits gelagert. Bei einseitig aus einem Gehäuse auskragenden Wellen für den Knickarm müßte das Gehäuse als auch die Lagerung für die Wellen im Gehäuse überdimensional stabil und damit schwer ausgebildet sein, um einen zu frühen einseitigen Verschleiß der Wellenlagerungen einerseits sowie unerwünschte einseitige Setzungen des Roboterfundamentes etc. zu vermeiden.Usually, the shafts to be pivoted relative to the housing for the individual parts of the articulated arm are mounted on both sides in mutually opposite housing parts. In the case of shafts projecting on one side from a housing for the articulated arm, the housing and the bearing for the shafts in the housing would have to be dimensionally stable and therefore heavy in order to avoid premature one-sided wear of the shaft bearings on the one hand and undesirable one-sided settlement of the robot foundation etc.

Es ist daher Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Roboter zu schaffen, der trotz ausreichender Schwingungsdämpfung gegenüber dem Untergrund und einer hohen Lebensdauer insbesondere der Lagerungen ein kleines und leichtes Gehäuse aufweist, und der insbesondere für Anwendungsfälle geeignet ist, bei welchen mehrere Roboter benötigt werden.It is therefore an object of the invention to provide a robot which, despite adequate vibration damping compared to the substrate and a long service life, in particular of the bearings, has a small and light housing, and which is particularly suitable for applications in which several robots are required.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments result from the subclaims.

Die Nachteile von einseitig aus einem Gehäuse frei auskragenden Wellen, die an ihrem freien Ende den Greifarm des Roboters tragen, lassen sich weitestgehend vermeiden, wenn von einem gemeinsamen Bett des Roboters mehrere, Greifarme tragende Wellen auf einander gegenüberliegenden Seiten bzw. voneinander wegweisend abstreben.The disadvantages of shafts projecting freely on one side from a housing and carrying the gripper arm of the robot at their free end can be largely avoided if several shafts carrying gripper arms on opposite sides or pointing away from one another strive from a common bed of the robot.

Insbesondere können dabei von einem gemeinsamen Bett von zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils in voneinander weg weisende Richtungen Wellen abragen, die jeweils einen Greifarm an ihrem frei auskragenden Ende tragen, sodaß diese Greifarme - bei einem zweidimensional arbeitendem Greifarm, von dem in der Folge ausschließlich und zwar in der Ausbildung als Knickarm, die Rede sein soll ohne die Erfindung hierauf zu beschränken - die in zwei parallelen Greifebenen arbeiten.In particular, a common bed can be used from two opposite sides, each in directions pointing away from each other Raising waves, each carrying a gripping arm at its freely projecting end, so that these gripping arms - in a two-dimensionally working gripping arm, of which subsequently only in the form of an articulated arm, which is to be discussed without restricting the invention thereto - the work in two parallel gripping levels.

Das gemeinsame Bett des Roboters ist dabei so stabil ausgebildet, daß es trotz der auftretenden Kräfte und Schwingungen nicht selbst verformt wird. Dadurch ist es möglich, z. B. das Bett als massive Bodenplatte auszubilden, und lediglich diese Bodenplatte über schwingungsdämpfende Elemente gegenüber dem Untergrund zu befestigen.The common bed of the robot is so stable that it is not deformed itself despite the forces and vibrations that occur. This makes it possible, for. B. form the bed as a solid base plate, and only to fix this base plate via vibration-damping elements relative to the ground.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die jedem der Greifarme zugeordneten Wellen in einem separaten Innengehäuse zu lagern, das gemeinsame Bett als stabiles Außengehäuse auszubilden und jedes der Innengehäuse gegenüber dem gemeinsamen Außengehäuse schwingungsdämpfend zu lagern.Another possibility is to store the shafts assigned to each of the gripping arms in a separate inner housing, to form the common bed as a stable outer housing and to mount each of the inner housings in a vibration-damping manner with respect to the common outer housing.

In beiden Fällen werden einseitige Belastungen des Untergrundes vermieden und insbesondere der bauliche Aufwand für die Schwingungsdämpfung pro Greifarm deutlich reduziert.In both cases, one-sided loads on the surface are avoided and, in particular, the structural outlay for vibration damping per gripper arm is significantly reduced.

Als Schwingungselemente kommen an sich bekannte Bauteile wie aus Hartgummiplatten und Metallplatten geschichtete sogenannte Schwingmetalle oder auch mittels viskoser Stoffe, die sich zwischen einem Stößel und einem umgebenen Topf befinden, wirkende Viskose-Schwingungsdämpfer ebenso in Frage wie aktive, elektronisch gesteuerte Schwingungsdämpfer.Components that are known per se, such as so-called vibrating metals layered from hard rubber plates and metal plates, or viscose vibration dampers that act by means of viscous substances that are located between a plunger and a surrounding pot, as well as active, electronically controlled vibration dampers, come into question as vibration elements.

Neben der Lösung, zwei Greifarme um eine durchgehende, fluchtende Schwenkachse in einem gemeinsamen Gehäuse oder zwei benachbarten, fluchtenden, separaten Innengehäusen zu lagern, sind demgemäß auch Bauformen mit drei oder mehr Greifarmen denkbar, beispielsweise eine Bauform mit vier Greifarmen, deren jeweilige, tragende und im Gehäuse gelagerte Wellen aus jeweils einer der Seiten des viereckigen Bettes hervorragen, und damit wieder eine gleichmäßige Belastung des Bettes ergeben.In addition to the solution of storing two gripper arms around a continuous, aligned pivot axis in a common housing or two adjacent, aligned, separate inner housings, designs with three or more gripper arms are also conceivable, for example a design with four gripper arms, their respective, load-bearing and shafts supported in the housing each protrude from one side of the square bed, resulting in an even load on the bed.

Bei Anordnung von zwei auf gegenüberliegenden Seiten eines Bettes angeordneten Greifarmen mit gemeinsamer, fluchtender Schwenkachse gegenüber dem Bett des Roboters ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß - je nach Anwendungsaufgabe - unter Umständen einzelne Teile des Knickarmes aufgrund der Aufgaben-stellung immer nur parallel zueinander bewegt werden müssen.If two gripping arms are arranged on opposite sides of a bed with a common, aligned pivot axis relative to the bed of the robot, there is the additional advantage that - depending on the application - individual parts of the articulated arm may only ever be moved parallel to one another due to the task have to.

In diesem Fall ist es möglich, die einander entsprechenden Wellenteile der beiden Greifarme bereits innerhalb des Gehäuses mechanisch drehfest miteinander zu koppeln, und über nur einen gemeinsamen Antrieb und eine gemeinsame Steuerung anzutreiben. Dies ergibt eine optimale Anpassung an die einzelnen Bearbeitungsaufgaben bei geringstmöglicher Anzahl unterschiedlicher Einzelteile für den Roboter, da die Einzelteile der den jeweiligen Greifarmen zugeordneten Wellen, Lagerungen und sonstigen Einzelteile innerhalb des Roboters großenteils baugleich sind und lediglich spiegelverkehrt montiert werden.In this case, it is possible to couple the corresponding shaft parts of the two gripper arms to one another in a mechanically rotational manner already within the housing, and to drive them via only one common drive and one common control. This results in an optimal adaptation to the individual machining tasks with the smallest possible number of different individual parts for the robot, since the individual parts of the shafts, bearings and other individual parts assigned to the respective gripper arms are largely identical in construction within the robot and are only mounted mirror-inverted.

Die genannten Vorteile gelten insbesondere für Knickarm-Roboter, bei denen die einzelnen Teile des Knickarmes über Parallelogramme entlang des Knickarmes mit dem Gehäuse des Roboters verbunden sind, und die Bewegungen der einzelnen Teile des Knickarmes mechanisch bereits innerhalb des Gehäuses von separaten Stell-motoren ausgelöst werden, da gerade in diesem Fall der Knickarm selbst als dämpfendes Element wegfällt, und somit das Gehäuse bzw. Bett des Roboters besonders gut schwingungsgedämpft gegenüber dem Untergrund bzw. der Umgebung ausgebildet sein muß.The advantages mentioned apply in particular to articulated arm robots, in which the individual parts of the articulated arm are connected to the housing of the robot via parallelograms along the articulated arm, and the movements of the individual parts of the articulated arm are already triggered mechanically within the housing by separate servomotors , because in this case the articulated arm itself is omitted as a damping element, and thus the housing or bed of the robot must be designed to be particularly well damped in terms of vibration relative to the ground or the surroundings.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist anhand der Figur näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1:
einen erfindungsgemäßen Roboter mit zwei Knickarmen in der Seitenansicht,
Figur 2:
den Roboter gemäß Figur 1 in der Ansicht von hinten,
Figur 3:
den Roboter gemäß Figur 1 in der Aufsicht und
Figur 4:
eine Bauform des Roboters in einem vertikalen Schnitt entlang der Schwenkachse (18).
An embodiment according to the invention is described in more detail with reference to the figure. Show it
Figure 1:
a robot according to the invention with two articulated arms in side view,
Figure 2:
the robot according to Figure 1 in the view from behind,
Figure 3:
the robot according to Figure 1 in supervision and
Figure 4:
a design of the robot in a vertical section along the pivot axis (18).

Figur 1 zeigt einen Roboter mit zwei Knickarmen 1a, 1b in der Seitenansicht, während Figur 2 den gleichen Roboter in der Rückansicht, also in Figur 1 von links betrachtet, zeigt und Figur 3 eine - im Bereich des Handteiles geringfügig abgewandelte - Aufsicht auf diesen Roboter darstellt.FIG. 1 shows a robot with two articulated arms 1a, 1b in a side view, while FIG. 2 shows the same robot in rear view, that is to say viewed from the left in FIG. 1, and FIG. 3 shows a top view of this robot, which has been slightly modified in the area of the hand part represents.

Wie anhand der Figuren 2 und 3 zu erkennen, sind die beiden Knickarme 1a, 1b an den gegenüberliegenden Seiten des Außengehäuses 2 parallel zueinander angeordnet und bezüglich dieses Außengehäuses 2 um eine gemeinsame, fluchtende Schwenkachse 18 im Inneren des Gehäuses gelagert. Dadurch erfährt der gesamte Roboter einen im wesentlichen zur Symetrieebene 22, der vertikalen Mittelebene parallel zur Bewegungsebene 21a, bzw. 21b der Knickarme, spiegelbildliche Ausgestaltung.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the two articulated arms 1a, 1b are arranged parallel to one another on the opposite sides of the outer housing 2 and are mounted in relation to this outer housing 2 about a common, aligned pivot axis 18 in the interior of the housing. As a result, the entire robot experiences a mirror-image configuration essentially to the plane of symmetry 22, the vertical central plane parallel to the plane of movement 21a or 21b of the articulated arms.

Das Außengehäuse 2 sitzt auf einer stabilen Bodenplatte 4. Die Schwingungsdämpfer 31 sind dabei ganz oder teilweise in der Bodenplatte 4 integriert und ragen aus ihr geringfügig nach unten heraus, sodaß sie eine Dämpfung zwischen der in sich stabilen Bodenplatte 4 und dem Untergrund bieten. Alternativ können die Schwingungsdämpfer 31 auch unter die Bodenplatte 4 gesetzt sein.The outer housing 2 is seated on a stable base plate 4. The vibration dampers 31 are fully or partially integrated in the base plate 4 and protrude slightly out of it, so that they offer damping between the inherently stable base plate 4 and the ground. Alternatively, the vibration dampers 31 can also be placed under the base plate 4.

Wie am besten in Figur 1 zu erkennen, ist von jedem der Knickarme 1a, 1b der Oberarm 5a um die Schwenkachse 18 innerhalb des Gehäuses 2 schwenkbar gelagert, wodurch die Schulterlagerung 8 gebildet wird.As can best be seen in FIG. 1, the upper arm 5a of each of the articulated arms 1a, 1b is pivotally mounted about the pivot axis 18 within the housing 2, as a result of which the shoulder bearing 8 is formed.

Am freien Ende des Oberarmes 5a bzw. 5 b ist jeweils der Unterarm 6a bzw. 6b um die Unterarmschwenkachse 19a, 19b schwenkbar gelagert, welche parallel zur Schwenkachse 18 im Gehäuse verläuft.At the free end of the upper arm 5a or 5b, the forearm 6a or 6b is pivotally mounted about the forearm pivot axis 19a, 19b, which runs parallel to the pivot axis 18 in the housing.

Der Unterarm 6a bzw. 6b kann gegenüber dem Oberarm 5a bzw.The forearm 6a or 6b can be compared to the upper arm 5a or

5 b verschwenkt werden indem er über die Unterarmschwenkachse 19a hinaus nach hinten verlängert ist und von dort aus über eine gelenkige Verbindung ein Unterarm-Parallelogramm 16a zur Schwenkachse 18 gebildet wird, wobei der Oberarm 5a eine der beiden parallelen Elemente des Parallelogramms bildet.5 b can be pivoted by being extended rearward beyond the forearm pivot axis 19a and from there a forearm parallelogram 16a to the pivot axis 18 is formed via an articulated connection, the upper arm 5a forming one of the two parallel elements of the parallelogram.

Durch Verschwenken des zum hinteren Ende des Unterarmes 6a analogen Fortsatzes 31a, der von der Schwenkachse 18 abstrebt, wird somit über das Parallelogramm 16a eine Schwenkbewegung des Unterarmes 6a gegenüber dem Oberarm 5a von einem Auslöser der Schwenkbewegung innerhalb des Gehäuses 2 über den Fortsatz 31a auf den Unterarm 6a übertragen.By pivoting the extension 31a, which is analogous to the rear end of the forearm 6a and strives from the pivot axis 18, the parallelogram 16a thus pivots the forearm 6a relative to the upper arm 5a from a trigger of the pivoting movement within the housing 2 via the extension 31a to the Transfer forearm 6a.

In analoger Ausbildung ist am freien Ende des Unterarmes 6a bzw. 6b jeweils ein Handhebel 7a bzw. 7b um eine Hand- Schwenkachse 20a bzw. 20b schwenkbar gelagert, welche wiederum parallel zur Schwenkachse 18 liegt. Damit ergibt sich eine bei horizontaler Lage der Schwenkachse 18 vertikale, hierzu im rechten Winkel stehende Greifebene 21a, 21b für die beiden Knickarme 1a, 1b, wobei das Bewegungsfeld 30a für die Hand- Schwenkachse 20a in Figur 1 eingezeichnet ist.In an analogous embodiment, a hand lever 7a or 7b is pivotally mounted at the free end of the forearm 6a or 6b about a hand pivot axis 20a or 20b, which in turn is parallel to the pivot axis 18. This results in a vertical gripping plane 21a, 21b for the two articulated arms 1a, 1b when the pivot axis 18 is in a horizontal position, at right angles to this, the movement field 30a being shown in FIG. 1 for the manual pivot axis 20a.

Gegenüber den Handhebeln 7a bzw. 7b ist ein Greifelement 11a bzw. 11b beweglich oder auch zusätzlich fest am Handhebel 7a bzw. 7b angeordnet, mit dessen Hilfe die gewünschte Handhabung am Produkt vorgenommen wird.Compared to the hand levers 7a or 7b, a gripping element 11a or 11b is movable or additionally additionally arranged on the hand lever 7a or 7b, with the aid of which the desired handling of the product is carried out.

Die Abweichung der Ausführungsform gemäß Figur 3 gegenüber den Figuren 1 und 2 liegt darin, daß bei Figur 3 die Handhebel 7a bzw. 7b entlang ihrer Hand-Schwenkachsen 20a bzw. 20b und damit quer zur Richtung der Unterarme 6a bzw. 6b versetzt sind. Der Versatz erfolgt dabei - obwohl er auch nach außen hin erfolgen könnte - zur Symetrie-Ebene 22 des Roboters hin, wobei das verwendete Hand-versatzteil 15a bzw. 15b eine solche Länge aufweist, daß die Greif-elemente 11a, 11b der Knickarme 1a, 1b sich nunmehr in einer gemeinsamen Greifebene 21 befinden, und damit Handhabungen z. B. am gleichen Teil durchführen können, was beispielsweise dann von Vorteil ist, wenn das zu handhabende Teil in der Greifebene 21 gedreht werden muß oder Ähnliches.The deviation of the embodiment according to FIG. 3 compared to FIGS. 1 and 2 lies in the fact that in FIG. 3 the hand levers 7a or 7b along their hand pivot axes 20a or 20b and thus transversely to the direction of the forearms 6a or 6b are offset. The offset takes place - although it could also be outward - towards the symmetry plane 22 of the robot, the hand offset part 15a or 15b used being of such a length that the gripping elements 11a, 11b of the articulated arms 1a, 1b are now in a common gripping plane 21, and thus handling z. B. can perform on the same part, which is advantageous, for example, when the part to be handled must be rotated in the gripping plane 21 or the like.

Analog zum Unterarm 6a bzw. 6 b wird auch der Handhebel 7a bzw. 7b über ein Parallelogramm 17a vom Inneren des Gehäuses 2 aus angetrieben, wobei wegen der dazwischen angeordneten Schulterlagerung 9a bzw. 9b das Parallelogramm 17a mehrere beweglich miteinander verbundene Einzelteile und Streben umfaßt als das Unterarm-Parallelogramm 16a.Analogous to the forearm 6a and 6b, the hand lever 7a and 7b is also driven from the inside of the housing 2 via a parallelogram 17a, the parallelogram 17a comprising a plurality of movably connected individual parts and struts as a result of the shoulder bearings 9a and 9b arranged therebetween the forearm parallelogram 16a.

In Figur 4 ist der Roboter gemäß den Figuren 1 bis 3 in einem vertikalen Schnitt entlang der Schwenkachse 18 teilweise dargestellt, wobei der Knickarm 1b lediglich noch den Oberarm 5 zeigt, und die am freien Ende des Oberarmes 5 ersichtliche Durch- gangsöffnung für die Ellbogenlagerung 9 zur Aufnahme des Unterarmes 6b.In FIG. 4, the robot according to FIGS. 1 to 3 is partially shown in a vertical section along the pivot axis 18, the articulated arm 1b only showing the upper arm 5 and the through opening for the elbow support 9 visible at the free end of the upper arm 5 for receiving the forearm 6b.

In Figur 1 ist die drehfeste Verbindung mittels Verschrauben des Oberarmes 5b mit dem frei aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende der Oberarmwelle 12 mittels Verschraubung zu erkennen. Die Oberarmwelle 12 ist dabei als Hohlwelle ausgebildet. In ihrem vorderen, dem Knickarm 1b zugewandten Bereich noch innerhalb des Gehäuses 3b ist die Oberarmwelle 12 von der als Hohlwelle ausgebildeten Unterarmwelle 13 koaxial umgeben.In Figure 1, the rotationally fixed connection by screwing the upper arm 5b to the freely protruding from the housing 2 end of the upper arm shaft 12 can be seen by screwing. The upper arm shaft 12 is designed as a hollow shaft. In its front area, facing the articulated arm 1b, still inside the housing 3b, the upper arm shaft 12 is coaxially surrounded by the lower arm shaft 13, which is designed as a hollow shaft.

Oberarmwelle 12 und Unterarmwelle 13 sind dabei ineinander und im Gehäuse 3b mittels der Lager 32 bis 35 gelagert. Im hinteren Bereich erfolgt der Schwenkantrieb der Oberarmwelle 12 über das drehfest mit der Oberarmwelle 12 verbundene Oberarm-Schneckenrad 27, welches von einer lotrecht zur Zeichenebene der Figur verlaufende Oberarmschnecke 28, die drehfest mit einem nicht dargestellten Motor gekoppelt ist, wirkverbunden ist. In gleicher Weise wird die Unterarmwelle 13 über ein Unterarm-Schneckenrad 25 und eine Unterarmschnecke 26 von einem anderen Motor angetrieben.Upper arm shaft 12 and forearm shaft 13 are supported one inside the other and in housing 3b by means of bearings 32 to 35. In the rear area, the swivel drive of the upper arm shaft 12 takes place via the upper arm worm wheel 27, which is non-rotatably connected to the upper arm shaft 12, and which has an upper arm worm 28 which runs perpendicular to the plane of the drawing and which rotates with a Motor, not shown, is coupled, is operatively connected. In the same way, the forearm shaft 13 is driven by another motor via a forearm worm wheel 25 and a forearm worm 26.

Wie Figur 4 ferner zeigt, sind die beiden Innengehäuse 3a, 3b auf der gemeinsamen in sich stabilen Bodenplatte 4 befestigt, welche gegenüber dem Untergrund mittels Schwingungsdämpfern 31 befestigt ist. Um zusätzlich das Schwingungsverhalten zu verbessern, können die symetrisch ausgebildeten stabilen Innengehäuse 3a, 3b über Gehäuseverschraubungen 23 fest miteinander verbunden oder auch einstückig ausgebildet sein, was jedoch die Montage erschwert.As FIG. 4 also shows, the two inner housings 3a, 3b are fastened on the common, stable base plate 4, which is fastened to the base by means of vibration dampers 31. In order to additionally improve the vibration behavior, the symmetrically formed stable inner housings 3a, 3b can be firmly connected to one another or screwed together in one piece via housing screw connections 23, which, however, complicates the assembly.

Zusätzlich können über eine Verbindungswelle 29, die sich über die Symetrie-Ebene 22 hinweg erstreckt, wie dargestellt die hohl ausgebildeten Oberarmwellen 12 an ihren rückwärtigen Enden gegenseitig abgestützt werden, sofern die Oberarmwellen 12 gegenüber der Verbindungswelle 29 drehbar gelagert sind.In addition, the hollow upper arm shafts 12 can be mutually supported at their rear ends via a connecting shaft 29, which extends over the symmetry plane 22, as long as the upper arm shafts 12 are rotatably supported relative to the connecting shaft 29.

Unter Wegfall dieser Lagerung können die beiden Oberarmwellen 12 - je nach Anwendungsfall - auch drehfest miteinander verbunden werden, oder es kann die gleiche Abstützung durch drehbare Lagerung oder auch drehfeste Verbindung auch oder zusätzlich zwischen den Unterarmwellen 13 herbeigeführt werden, was durch entsprechend lang oder kurz ausgebildete Verbindungswellen 29 erzielbar ist.If this storage is omitted, the two upper arm shafts 12 can also be connected to one another in a rotationally fixed manner, depending on the application, or the same support can also be brought about by means of a rotatable bearing or a rotationally fixed connection, or additionally between the forearm shafts 13, which is formed by a correspondingly long or short design Connection shafts 29 can be achieved.

Claims (15)

Roboter mit wenigstens einem, insbesondere nur zweidimensional arbeitenden, Greifarm,
dadurch gekennzeichnet, daß - der Roboter zwei Greifarme aufweist und - die Greifarme von einem gemeinsamen Bett des Roboters abstreben und direkt oder indirekt gegenüber dem gemeinsamen Bett gelagert sind. Robots with at least one, in particular only two-dimensional, gripping arm,
characterized in that - The robot has two gripping arms and - The gripper arms strive from a common bed of the robot and are mounted directly or indirectly opposite the common bed. Roboter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Greifarme von gegenüberliegenden Seiten des Bettes abstreben.Robot according to claim 1,
characterized in that
Push the gripper arms from opposite sides of the bed. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das gemeinsame Bett gegenüber dem Untergrund schwingungsdämpfend, insbesondere mittels Schwingmetallen, gelagert ist.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the common bed is mounted to dampen the vibration, in particular by means of vibrating metals. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bett des Roboters im wesentlichen aus einer stabilen Bodenplatte (4) besteht.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the bed of the robot consists essentially of a stable base plate (4). Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bett des Roboters ein für beide Greifarme gemeinsames Außengehäuse (2) umfaßt.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the bed of the robot comprises an outer housing (2) common to both gripper arms. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der beiden Greifarme von einem Innengehäuse (3a, 3b) abstrebt und die Innengehäuse (3a, 3b) in einem gemeinsamen Außengehäuse (2) untergebracht und gegenüber diesem schwingungsgedämpft, insbesondere mittels Schwingmetallen, befestigt sind.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
each of the two gripping arms strives from an inner housing (3a, 3b) and the inner housings (3a, 3b) are accommodated in a common outer housing (2) and are attached to this in a vibration-damped manner, in particular by means of oscillating metals. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Greifarm an seinem vorderen freien Ende ein Greifelement (11) aufweist und alle Bewegungen des Greifarmes und/oder des Greifelementes (11) innerhalb des Gehäuses mechanisch veranlaßt und mechanisch entlang des Greifarmes übertragen sind.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the gripping arm has a gripping element (11) at its front free end and all movements of the gripping arm and / or the gripping element (11) within the housing are mechanically induced and mechanically transmitted along the gripping arm. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß - der Greifarm ein wenigstens zweiteiliger Knickarm (1) ist, - der Knickarm (1) im Gehäuse um eine Schwenkachse (18) schwenkbar gelagert ist und - der Knickarm (1) wenigstens einen Oberarm (5) aufweist, an welchem weitere Teile des Knickarmes (1) schwenkbar befestigt sind. Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that - The gripping arm is an at least two-part articulated arm (1), - The articulated arm (1) is pivotally mounted in the housing about a pivot axis (18) and - The articulated arm (1) has at least one upper arm (5), on which further parts of the articulated arm (1) are pivotally attached. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der Teile des Knickarmes (1) gegenüber dem jeweils freien Ende des vorangehenden Teiles des Knickarmes um eine Schwenkachse (18) schwenkbar gelagert ist und die Drehung um diese Schwenkachse mittels Parallelogrammanlenkung von einer innerhalb des Gehäuses bewirkten Drehung einer zur Schwenkachse (18) koaxialen Welle aus übertragen wird.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
each of the parts of the articulated arm (1) is pivotably mounted about a pivot axis (18) relative to the free end of the preceding part of the articulated arm and the rotation about this pivot axis by means of parallelogram linkage from a rotation of a shaft coaxial with the pivot axis (18) within the housing is transmitted from. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß - der Knickarm (1) aus einem Oberarm (5) und einem am Oberarm um eine Unterarmschwenkachse (19) verschwenkbaren Unterarm (6) besteht, - am freien Ende des Unterarmes (6) ein Handhebel (7) um eine Hand-Schwenkachse (20) verschwenkbar ist und - die Schwenkachse (18) im Gehäuse, die Unterarmschwenkachse (19) und die Hand-Schwenkachse (20) zueinander parallel verlaufen. Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that - The articulated arm (1) consists of an upper arm (5) and a forearm (6) pivotable on the upper arm about a forearm pivot axis (19), - At the free end of the forearm (6) a hand lever (7) about a hand pivot axis (20) is pivotable and - The pivot axis (18) in the housing, the forearm pivot axis (19) and the hand pivot axis (20) run parallel to one another. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß - der Unterarm (6) über ein Unterarm-Parallelogramm (16) mit einer Unterarmwelle im Gehäuse verbunden ist, - der Handhebel (7) über ein Hand-Parallelogramm (17) mit einer Handwelle (14) im Gehäuse verbunden ist, - der Oberarm (5) über eine Oberarmwelle (12) im Gehäuse schwenkbar gelagert ist und - die Unterarmwelle (13) und die Handwelle (14) innerhalb des Gehäuses gegenüber dem Gehäuse und/oder gegenüber der Oberarmwelle (12) schwenkbar um die Schwenkachse (18) gelagert sind. Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that - The forearm (6) is connected to a forearm shaft in the housing via a forearm parallelogram (16), - The hand lever (7) is connected via a hand parallelogram (17) to a hand shaft (14) in the housing, - The upper arm (5) is pivotally mounted in the housing via an upper arm shaft (12) and - The forearm shaft (13) and the hand shaft (14) within the housing relative to the housing and / or relative to the upper arm shaft (12) are pivotally mounted about the pivot axis (18). Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberarmwellen (12a, 12b), die Unterarmwellen (13a, 13b), und die Handwellen (14a, 14b) in einem gemeinsamen Außengehäuse (2) gelagert sind.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the upper arm shafts (12a, 12b), the forearm shafts (13a, 13b), and the hand shafts (14a, 14b) are mounted in a common outer housing (2). Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberarmwelle (12a), die Unterarmwelle (13a), die Handwelle (14a) in einem Innengehäuse (3a) sowie die Oberarmwelle (12b), die Unterarmwelle (13b), die Handwelle (14b) in einem Innengehäuse (3b) gelagert sind und die Innengehäuse (3a, 3b) gegenüber dem Außengehäuse (2) schwingungsdämpfend aufgenommen sind.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the upper arm shaft (12a), the forearm shaft (13a), the hand shaft (14a) in an inner housing (3a) and the upper arm shaft (12b), the forearm shaft (13b), the hand shaft (14b) in an inner housing (3b) and the inner housings (3a, 3b) are accommodated in a vibration-damping manner with respect to the outer housing (2). Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß - das Greifelement (11) gegenüber der Längsachse des Unterarmes (6) mittels eines Handversatzteiles (15) seitlich versetzt angeordnet ist, - das Handversatzteil (15) vom Unterarm (6) aus auf den jeweils anderen Greifarm des Roboters zu abragt und eine solche Länge aufweist, daß die beiden Greifelemente (11a, 11b) in einer gemeinsamen, zur Schwenkachse (18) lotrechten, Greifebene (21) arbeiten. Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that - The gripping element (11) is laterally offset with respect to the longitudinal axis of the forearm (6) by means of a manual offset part (15), - The manual offset part (15) protrudes from the forearm (6) onto the respective other gripping arm of the robot and has such a length that the two gripping elements (11a, 11b) in a common gripping plane (21 ) work. Roboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberarmwellen (12a, 12b) drehfest miteinander verbunden oder mit nur einem gemeinsamen Antrieb ausgestattet sind.Robot according to one of the preceding claims,
characterized in that
the upper arm shafts (12a, 12b) are connected to one another in a rotationally fixed manner or are equipped with only one common drive.
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